휴머노이드가 돼지 담낭 제거 수술…원격 의료 새 장 열리나

수술 전용이 아닌 일반 휴머노이드 로봇이 동물의 담낭을 제거하는 침습 수술 2건을 성공적으로 수행해 주목받고 있다. IT매체 아스테크니카는 9일(현지시간) 미국 캘리포니아대학교 샌디에이고(UCSD) 캠퍼스 의과대학 연구팀이 휴머노이드 로봇으로 수술 작업을 하는 데 성공했다고 보도했다. 해당 연구는 국제학술지 네이처에 실렸다. 이번 실험에는 중국 로봇기업 유니트리의 G1 휴머노이드 로봇 2대가 사용됐다. 범용 휴머노이드인 이 로봇들은 이번 실험에서 살아있는 돼지의 담낭 절제 수술 2건을 성공적으로 수행했다. 이번 수술은 숙련된 외과의사가 원격으로 로봇을 조종하는 인간-로봇 협업 실험방식으로 진행됐다. 기존 로봇 수술 장비보다 가격 저렴 이 기술을 사람에게 적용할 수 있게 되면 의료혁명으로 이어질 것으로 연구진은 기대하고 있다. 고가의 전용 수술 로봇을 도입하기 어려운 소규모 병원이나 의료시설에서도 휴머노이드 로봇을 활용한 원격 로봇수술이 가능해질 것이기 때문이다. 샹레이 류 UCSD 의과대학 교수는 "비용이 훨씬 저렴하고 수술실 공간도 훨씬 적게 차지한다"며 "시골 지역은 물론 전장이나 우주와 같은 특수 환경에도 쉽게 배치할 수 있다"고 말했다. 유니트리 G1의 손이 없는 기본형 모델은 1만 3500달러(약 2000만원)에 판매된다. 배송비는 300~1200달러(약 45만~180만원) 수준이다. 여기에 로봇 손 등 수술에 필요한 장비를 추가하면 가격은 6만 7000달러(약 1억 100만원)를 넘을 수 있다. 그럼에도 대표적인 로봇수술 장비인 인튜이티브 서지컬의 '다빈치' 수술 시스템에 비해 훨씬 저렴하다. 다빈치 시스템은 장비 가격이 50만 달러(약 7억 5000만원)에서 수백만 달러에 달하는 것으로 알려져 있다. 크기와 무게에서도 차이가 크다. 다빈치 시스템은 약 816㎏에 달하는 대형 장비로 상당한 수술실 공간이 필요하지만, G1은 키 약 152㎝, 무게 27㎏에 불과해 이동과 설치가 훨씬 쉽다. 연구진은 이러한 특성이 의료 인프라가 부족한 외딴 지역이나 소규모 진료 환경에서 장점으로 작용할 수 있다고 설명했다. 다만 상용화까지는 넘어야 할 과제도 적지 않다. 다빈치 시스템은 미국 식품의약국(FDA)을 비롯한 각국 의료 규제기관의 승인을 받고 다양한 임상시험을 거쳤지만, 휴머노이드 원격 수술 시스템은 아직 비임상 연구 단계에 머물러 있다. 사람 손동작 그대로 구현…통신 지연은 해결 과제 연구진은 이번 실험을 위해 G1이 일반 수술 기구를 사용할 수 있도록 전용 물리 어댑터를 제작했다. 또 외과의사의 직관적인 손동작을 로봇 손목에 장착된 수술 도구에 자연스럽게 전달하는 제어 소프트웨어도 새롭게 개발했다. 또, 외과의는 스테레오 헤드셋 디스플레이를 통해 수술 장면을 실시간으로 확인했으며, 발 페달을 이용해 손동작과 수술 기구의 움직임을 필요에 따라 연결하거나 해제할 수 있도록 설계됐다. 첫 번째 수술에서는 인간 외과의가 로봇 옆에서 보조 역할을 수행했고, 두 번째 수술에서는 두 대의 원격 조종 휴머노이드 로봇이 협업해 수술을 진행했다. 실험 과정에서는 한계도 확인됐다. 가장 큰 문제는 통신 지연이었다. 수술 도중 정확도를 높이기 위한 재보정과 로봇 팔 위치 조정이 반복되면서 작업이 수분간 중단되는 일이 여러 차례 발생했다. 이 때문에 전체 수술 시간은 전용 수술 로봇보다 훨씬 길어졌다. 또 G1의 팔 길이는 약 450㎜로 사람보다 작업 범위가 좁아, 외과의가 더 많은 조작과 판단을 해야 하는 부담도 있었다. 연구진은 원격 조종 수술에서 통신 지연 시간이 핵심 변수라고 설명했다. 현재 휴머노이드 원격 제어 시스템은 일반적으로 수백 밀리초(ms)의 지연이 발생하는 반면, 기존 연구에서는 안전한 로봇수술을 위한 이상적인 지연 시간이 150ms 미만인 것으로 제시되고 있다. 그럼에도 연구진은 원격 조종 기술과 자율 기능을 지속적으로 발전시킬 계획이다. 마이클 입 UCSD 전기·컴퓨터공학과 교수는 "궁극적으로는 수술 도구를 가져오거나 수술실을 정리하는 등 반복적인 업무를 수행하며 외과의를 보조하는 자율 수술 보조 로봇을 개발하는 것이 목표"라고 밝혔다. 이어 "원격 조종과 자율 기능을 갖춘 휴머노이드 로봇은 기존 의료 환경에서는 수술을 받기 어려웠던 환자들의 의료 접근성을 크게 높일 수 있는 잠재력을 지니고 있다"고 말했다.